Разработка и моделирование алгоритмов списочного декодирования блоковых кодов методом вычисления кластера

• Автор: Шакуров, Радик Шамильевич
• Шифр специальности: 05.13.18, 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 139 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ СПИСОЧНОГО ДЕКОДИРОВАНИЯ

ПОМЕХОУСТОЙЧИВЫХ КОДОВ

1.1. Постановка задачи

1.2. Принципы построения телекоммуникационных систем в условиях априорной неопределенности
1.3. Оценка экспоненциальных 1раниц для системы со стиранием решений и декодированием по списку
1.4. Анализ методов декодирования по спискам в современных системах обмена информацией
1.5. Кластерный подход к декодированию избыточных кодов как вариант списочного декодирования

1.6. Выводы.

ГЛАВА 2. ПРИНЦИП ФОРМИРОВАНИЯ ИНДЕКСОВ ДОСТОВЕРНОСТИ СИМВОЛОВ В СИСТЕМАХ МЯГКОГО ДЕКОДИРОВАНИЯ.
2.1. Постановка задачи
2.2. Принципы построения моделей формирования индексов достоверности символов
2.3. Сравнительные оценки результатов моделирования.
2.4. Модификация метода получения ИДС в стирающем канале связи
2.4.1. Формирование ИДС в двоичном канале связи.
2.4.2. Формирование ИДС в системе с сигнальнокодовыми конструкциями.
2.5. Выводы.
ГЛАВА 3. ПРИМЕНЕНИЕ КЛАСТЕРНОГО АНАЛИЗА К РЕШЕНИЮ
ЗАДАЧ СПИСОЧНОГО ДЕКОДИРОВАНИЯ
3.1. Постановка задачи
3.2. Асимптотическая оценка энергетического выигрыша при использовании двоичных помехоустойчивых кодов
3.3. Декодирование избыточных кодов методом упорядоченной статистики
3.3.1. Декодирование двоичных кодов
3.3.2. Декодирование недвоичных кодов
3.4. Системы защиты номера кластера при декодировании циклических кодов
3.5. Развитие конструкции каскадного кода в системе с
гиперкодированием
3.6. Применение принципа гиперкодирования в системе с недвоичным кодом.
3.7. Выводы.
ГЛАВА 4. ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РАЗРАБОТАННЫХ АЛГОРИТМОВ И ОЦЕНКА ИХ ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕТОДОМ
СТАТИСТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
4.1 Принципы и алгоритмы построения модели системы связи.
4.2. Оценка адекватности разработанной модели
4.3. Описание имитационной модели на основе ОЧМ.
4.4. Результаты моделирования избыточных кодов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
АБГШ аддитивный белый гауссовский шум
АБМ алгоритма Бэрлекемпа Месси
АТС алгоритм ГурусвамиСудана
АУС алгоритма упорядоченной статистики
БЧХ БоузаЧоудхуриХоквингема код
ДСК двоичный симметричный канал
ИДС индекс достоверности символа
ИТТ информационнотелекоммуникационные технологии
МАВ максимум апостериорной вероятности
ШИК произвольно меняющийся канал
ПРВ плотность распределения вероятностей
Г1Э показатель эффективности
РС РидаСоломона код
СКК сигнальнокодовые конструкции
ТКС телекоммуникационные системы
УЗО устройство защиты от ошибок
УС устройство преобразования сигналов
ФМ фазовая модуляция
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Предложен способ формирования целочисленных ИДС, не зависящий от параметров канала связи и отвечающий требованиям быстрой сортировки символов в процедуре декодирования кодового вектора, на основе имитационного моделирования различных каналов связи выявлены его свойства относительно достижения граничных оценок. Доказана возможность декодирования кодовых векторов двоичных систематических блоковых кодов с полным использованием введенной в код избыточности, позволяющей получить дополнительный энергетический выигрыш относительно мягкого декодирования. Предложен алгоритм составления списка на основе оценки номера кластера и старших разрядов координат кодового вектора с их дополнительной защитой методом циклических сдвигов и проверок четности. Разработан алгоритм списочного декодирования блоковых кодов на основе процедуры составления списка по признаку кластера. Проведено статистическое испытание модели декодера с составлением списков по кластерам (патент РФ на изобретение № 6 от г. Структура разработанных алгоритмов формирования стираний на основе отображения непрерывного канала связи с последующей процедурой образования потока ИДС кодовых комбинаций обеспечивает возможность простой программноаппаратной реализации цифровых систем обмена данными. Результаты диссертационной работы приняты для пракгического использования в разработках ОАО «Ульяновский механический завод», а также в учебном процессе филиала Военной академии связи г. Новочеркасск и в Ульяновском государственном техническом университете. Достоверность результатов, представленных в диссертации подтверждается корректностью применения математического аппарата, непротиворечивостью фундаментальным положениям теории информации и общей теории связи, определяется близостью теоретических расчетов и экспериментальных данных, полученных на ЭВМ. XIII военной научно-технической конференции ИП МО РФ, г. Ульяновск, г. Вузовская наука в современных условиях УлГТУ», г. XIV военной научно - технической конференции ИП МО РФ; г. Ульяновск, г. Тамбовский ВВАИУРЭ (военный институт), г. Тамбов, г. Математическое моделирование физических, экономических, технических, социальных систем и процессов», Ульяновск, . Интегрированные автоматизированные системы управления» г. Ульяновск, г. Всероссийской конференции посвященной Дню радио «Научная сессия» г. Москва, г. По теме диссертации опубликовано работ, в том числе статей в сборниках научных трудов и материалах конференций, две из которых опубликованы в изданиях, рекомендованном ВАК РФ, и в одном патенте РФ на изобретение. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 6 работ отечественных и зарубежных авторов, содержит рисунка и таблиц. Общий объем диссертации составляет 9 страниц. ГЛАВА 1. Поступательное развитие современных инфокоммуникационных систем базируется на методах повышения скорости передачи информации за счет использования технологий широкополосного доступа к сетевым и информационных ресурсам. При этом* доминирующее значение в разнородном, информационном потоке имеет направление, связанное с передачей данных в мобильных системах связи. В* этой связи, совершенствование средств защиты информации от ошибок на основе использования, помехоустойчивого кодирования приобретает особую важность и> актуальность. В современной теории кодирования- широко используется метод списочного декодирования. Алгоритмы списочного декодирования имеют самостоятельное значение при решении различных задач. Списочный декодер вместо единственного решения выдает получателю список предполагаемых решений о передаваемом сообщении. Ошибкой является такой результат декодирования, когда в списке нет правильного сообщения. Понятно, что вероятность ошибки такого списочного декодера при высоком уровне мешающих факторов много меньше вероятности ошибки обычного декодера. Алгоритмы декодирования, основанные на списках, обеспечивают лучшее соотношение между сложностью и вероятностью ошибки, чем другие известные алгоритмы Процесс декодирования по спискам может быть организован по двум основным направлениям. Во-первых, по пути поиска наиболее вероятных слов среди всего разрешенного множества кодовых комбинаций или, , во-вторых, с использованием лексикографического метода.